Усиленный в лаборатории обонятельный рецептор открывает новое представление о том, как работает наше обоняние

У людей имеется около 400 одорантовых рецепторов (ОР), но у ученых возникли проблемы с поиском лигандов, которые совпадают с большинством этих ОР в лабораторных условиях, в результате чего они остались с неясным пониманием того, как определенные запахи распознаются нашим мозгом. На данный момент в исследованиях было выявлено только 71 взаимодействие человеческого рецептора с лигандом, часто с низкой чувствительностью анализов. Ученые боролись с плохой экспрессией OR in vitro в лабораторных условиях, что ограничивало идентификацию пар рецептор-одорант.

В 2004 году в области обонятельной науки появился некоторый прогресс в форме нобелевской гипотезы, названной «комбинаторной моделью», которая предположила, что несколько ОР способствуют восприятию одного запаха. Однако новое исследование, опубликовано недавно в Текущая биологиярисует несколько иную картину.

Для своего исследования группа швейцарских исследователей изменила С-концевые домены OR, что привело к резкому увеличению экспрессии и чувствительности OR на поверхности клеток в лабораторных условиях. Это позволило группе проверить, какие ОР реагируют на различные ароматы, такие как амбра, роза, ваниль и пробковое вино. Используя этот метод, они смогли «деорфанизировать» несколько ОР или найти для них подходящие лиганды, что привело к новой идентификации ОР для одорантов.

Интересно, что метод значительно повысил чувствительность. Предыдущий 71 человеческий рецептор –лиганд Чувствительность взаимодействий была намного ниже, чем в новых данных.

«В недавнем обзоре всех опубликованных данных активации OR у человека медиана EC50 составила 10⁻⁴ Сообщается М. Для всех исследованных в этом исследовании ОШ медиана составляет 1,6 × 10.⁻⁶ М, что подтверждает примерно 100-кратное улучшение чувствительности анализа для деорфанизированных ОР», — объясняют авторы исследования.

Хотя для восприятия некоторых одорантов все же может потребоваться несколько ОР, результаты также показали, что отдельные ОР могут доминировать в восприятии определенных характерных запахов. Эта специфика, с которой были идентифицированы некоторые OR, была особенно интригующей, намекая на то, что комбинаторная модель, возможно, не является, по крайней мере, универсальной.

Авторы исследования пишут: «Примечательно, что мы определили весьма специфические OR, которые, по-видимому, отвечают за определенные дескрипторы запаха или восприятия, связанные со сложными группами одорантов. Таким образом, OR2M2, OR2A25 и OR10G3 связываются с химически различными структурами, но имеют одно и то же описание запаха «грейпфрут», «розовый» или «ваниль», и они добавляют к примеру OR5A2 единый OR. обнаружение разнообразных структур с общим «мускусным» описанием».

В некоторых случаях они обнаружили, что одоранты, такие как арборон, можно достаточно обнаружить с помощью одного ОР, несмотря на то, что предыдущие исследования показали, что он связывается как минимум с 10.

Они говорят: «Наши данные для (±)-арборона показывают преимущественное связывание с OR7A17, а высокая эффективность и корреляция чувствительности in vivo и активации OR7A17 древесными ароматизаторами в целом соответствуют модели, согласно которой активации OR7A17 достаточно для древесного восприятия.

«Аналогичным образом, данные для другого 21 ОР, охарактеризованного подробно, теперь показывают, что человеческое обоняние, по крайней мере, для характерных запахов с отчетливым восприятием, является гораздо более фармакологическим, то есть со специфическим лигандом, связывающимся с основным целевым ОР, который сам по себе распознает ограниченную структуру лиганда, тем самым вызывая ощущение определенного направления запаха».

Тем не менее, группа отмечает, что необходима дальнейшая оптимизация метода, поскольку он может позволить экспрессировать больше OR и in vitro. чувствительность может все еще не полностью соответствовать обонянию человека in vivo. Лучшее понимание пары OR-лиганд может в конечном итоге привести к усовершенствованию технологий, связанных с обнаружением порчи пищевых продуктов или загрязнений окружающей среды.

© 2025 Сеть Science X